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【关键词】三本院校;电工与电子技术;教学改革
Research and Practice of Teaching Reform in the Courses of Electrician and Electronic Technology for Independent College
CHEN Xiuhong1 YUAN Daming2 CHEN Zhongfeng3
(1. E & A College, Hebei Normal University of Science & Technology, Qinhuangdao Hebei, 066004, China; 2.Northeast Petroleum University at Qinhuangdao, Qinhuangdao Hebei, 066004, China;3.TangShan Strong Coal Preparation Technology CO.LTD, Tangshan Hebei, 063000, China)
【Abstract】In order to adapt to the new needs of talents cultivation, Exploratory research of reforming electrician and electronic technology in independent colleges is put forward in this paper.The effective ways to improve electrician and electronic technology quality of teaching in independent college are sought from following aspects based on teaching and working experiences in independent college.From reformation of theoretic teaching and innovation of practice teaching,teaching train of thought ,teaching system and content,teaching ways and means ,teaching methods,practice teaching as well as examination way will be reformed and researched.
【Key words】Independent college; Electrician and electronic technology; Teaching reform
三本生是本科教育的新生事物,也是大众化教育的必然趋势,是介于研究型人才和技能型人才之间的有一定知识深度、实践能力突出的高素质应用型人才。三本生入学分数平均比普通本科低得多,其文化基础相对较弱,对未来追求的目标与本科生有明显差异。为了加强就业时的竞争能力,应当在动手能力方面,比本科生有更明显的优势。因而,在培养上应设计一定数量的理论基础课程使其达到一定的理论水平,又要突出实践能力培养,在教学的各个环节,安排大量的实践内容,增强实践教学的强度,为实践能力培养创造条件。
电工与电子技术是三本机械类专业的一门重要的技术基础课,是一切电类后续课程的基础。通过学习可以使学生获得电工与电子技术的必要理论、基本知识和基本技能,了解相关的应用和发展概况,为今后生活和工作打下良好的基础。[1]
1 现阶段课程教学存在的问题
1.1 对课程的基础性特征没有形成共识
随着电工、电子技术的迅猛发展,知识的不断更新,教学内容不断增加,教学要求也越来越高,但课程的学时却逐渐减少。这给机械类学生学习和教师教学带来一定难度。
1.2 学生对课程重要性认识不够
机械专业学生往往认为就业都是加工岗位,对当前加工设备中控制技术发展趋势认识不足,没有从思想上给予足够的重视,从而影响到学生对整个课程的学习。
1.3 课程内容与实际工作相差较远,教学方法单一
目前的教学方法基本以课堂教学为主,教学内容与现有加工机械的联系性不强,引不起学生关注。另外,在教学中,不断以数学分析的方法进行各类公式的推导和验证,一味要求学生将各种理论和分析方法死记硬背;而忽略了学生的个性差异,缺少师生间的互动和学生有效的参与,学生只是被动地适应教师,其主动性和创造性得不到发挥。这种教学模式使学生感到乏味、没有兴趣,动手实践能力的培养更无从谈起。
1.4 忽视实验环节,手段落后,形式单一
教学主要围绕理论讲授,实验环节只是作为一个次要的附属环节,没有被引起足够的重视。由于实验方案的单一性,每个学生完成相同的实验项目,往往导致实验结果雷同,无法发挥学生的潜能,也难以客观评价学生的动手能力。
1.5 考核方法单一
以往成绩仅由期末的一张试卷决定,这无法体现出学生的真实能力和水平。
为了适应社会需求,培养合格人才,在培养目标的指导下,对课程体系、课程内容、教学方法、教学手段、实践环节、考试方法等方面进行改革已势在必行。
2 重构课程框架,优化教学内容
结合机械专业的教学特点,根据循序渐进的教学原则,将课程内容划分为六个模块:电路、变压器、电机与控制、模拟电子、数字电子、EDA。每个模块在强调自身特点独立性的同时,兼顾与后续课程的联系[2]。各模块教学内容以“实用、适用、够用”为基本原则,注重实用性的同时,抓住重点,应尽量降低难度,及时反映当代电工、电子技术的发展,使学生获得最新科学技术成果的知识。同时加强实践性教学环节的设置,适当介绍一些大规模集成电路芯片、新型的功能电路芯片和电子技术新的电路设计思想和手段,例如EDA技术等,介绍一些电子仿真和设计方面的软件如Multisim,培养学生的动手操作能力。
3 构建多元、现代的教学方法与手段
教学方法与教学手段是教学改革的重要组成部分,直接关系到教学质量与教学水平的提高。采用与应用型本科大学课程特点相适应的教学方法,体现培养应用型本科高级人才的教学模式和教学理念来激发学生学习的积极性和创造性。
3.1 合理安排不同教学内容的讲授方式
课程的教学方式应由具体的内容来确定。对重要的概念、定律、元件的规律必须精讲,但应简化烦琐的推理过程,重点放在对结论的理解和应用上。从能力培养着眼,注重讲练结合,保证练的比重,加强综合训练,培养学生自主学习,增强分析问题和解决问题的能力。
同时,还要注意体现本课程的实践性与联系性,经常结合教学内容介绍一些工程上和后续课程上的应用实例,使学生了解了所学知识的实用价值,从而激发了对课程产生浓厚的学习兴趣。[3]
3.2 课堂教学方法多样化
“授人与鱼不如授人与渔”,教师不但要教给学生知识,更要教会学生如何获取知识;不仅要重视教法,更要指导学生的学法。采用传统的“填鸭式”和“直灌式”的讲授,由于电工与电子技术的原理较抽象、内容较繁杂,使学生感到学习困难,无法激发学生的积极性。因此,在教学过程中,尽量多教给学生如何理解、分析、归纳、总结问题,引导学生掌握学习方法,培养自学能力。为了充分发挥学生的主观能动性,应根据不同的教学内容,巧妙设计一些比较好的教学方法,如启发教学法、换位教学法、反馈教学法等,来激发学生学习兴趣,提高学习热情。
3.2.1 启发教学法
在教学过程中,以学生为中心,教师是活动的引导者、教学的主持人,启发学生思维,引导学生自主学习和探索,重视学生学习动机的焕发和学习兴趣的培养。比如,在讲电机的工作原理时,先提出一个问题:定子与转子之间没有机械联系,电动机通电后,转子为什么能转动?这个问题一提出,一下子就把学生的注意力集中过来了。为了解开疑问,首先复习有关电磁感应知识,对矩形线框在一对磁极中的转动原理进行分析。学生就会突然感悟,其实定子相当于磁极,线框相当于转子。转子转动与此线框能转动的原理一样,是通过电磁来联系的。然后趁势导人新课,既复习了基础理论知识,又启发了学生的思维。这种方法不仅能激发学生的求知欲望,调动学生积极思考,而且对提高课堂教学效率,拓展学生思维,培养学生能力可以起到积极的促进作用。
3.2.2 换位教学法
学生在特定的教学环节临时充当和扮演教师的角色,由被动变主动,在教师指导下的自我思考、自我实践、自我激励,达到对知识的掌握。学生学习由被动变主动,不得不去看书、去思考问题、去发现问题,这有助于那些失去学习信心的同学进人学习状态;有助于那些有表现欲望的同学提高学习兴趣。这种方法可使学生思维变得活跃,语言表达变得清楚,自学与独立思考的能力得到锻炼,创新能力和实践能力得到提高等,达到了“‘教’是为了不教,‘学’是为了更好地学的美好境界”。
3.2.3 反馈教学法
教学应该包含“教”与“学”两方面,而学生有没有学会是关键。要了解学生是否学得好,这就需要反馈。在学习进行一段时间后,可以通过教学反馈表对教学进行反馈,也可通过以检测手段对学生进行了解,建立知识检测“三循环”:1)课前、课尾循环:把上节的重点知识用于课前提问;在课结束时,对本堂课讲解的重点知识用提问的方式进行回顾总结。这样既复习了上节课的内容,又了解了学生每次课学习的情况,通过反馈及时让学生弥补不足。2)章节循环:把一章应知应会的知识内容制成测验题,做到一章一测验,了解学生对每章的掌握情况,并及时讲解学生不会的题目。3)期中、期末循环:在期中和期末时各出几份综合知识检测题,了解总体学习情况,不足的地方再重新过一遍。三个循环层层递进,通过反馈进行教学分析,分析学生知识掌握情况,分析自己在教学工作中的长处与短处,不断总结教学经验,使教学质量在反馈与循环中逐步提高。
3.3 教学手段体现现代化
教学手段的改革与教学方法改革直接相关,是促进教学方法改革,提高教学质量与提高教学现代化水平的一个重要的切人点。
传统教学中,教师只利用讲授法与黑板文字相结合的形式进行教学,整个过程显得枯燥而且缺乏动感,而利用多媒体技术将内容制成图、文、声并茂及动画效果的CAI课件,可有效地弥补传统教学方式中的缺陷,让枯燥的内容变得色彩缤纷、富于动感[4]。同时,在很大程度上缩短了教学时间,满足了压缩学时但不压缩内容的要求。但是,和传统教学相比,采用多媒体教学后,在原有的时间内信息量增大,也相应地增大了学生学习的难度。因此,这就对采用多媒体授课的教师提出了新的要求,教师要改变原有的授课方式,充分发挥现代先进教学方式的优势,从而取得更好的教学效果。
4 实践教学的行动化、情景化
实践教学侧重于对思维方式和动手能力的培养,是理论教学的主要补充,在整个教学环节中具有重要地位,是学生从理论到实践应用的一个重要途径。
在学时有限的情况下,结合学校自身的实际条件,对实验内容进行精心挑选,注意实验类型的多样化,同时又要放宽实验涉及范围。实验分为验证性实验、设计性实验、仿真实验等[5]。同时,增加电子小产品的设计制作、调试、维修、改造等实践活动,或组织学生进行多种形式的课外实践活动,开展电子设计大赛,使学生尽可能多地接触元件、仪器、产品、行业、市场,达到理论联系实际,学以致用的目的。
将职业资格证书与电工实践相结合,充分体现“工学结合”的理念。课程教学中将中级电工上岗证和中级维修电工证笔试考试中电工与电子技术的应知、应会部分内容讲完,通过辅导解决其它内容。利用电工与电子实践进行部分操作训练。这样,教学与考证同步进行,使教学内容更具有针对性,目标更具体,为学生的就业打下一定的基础,真正实现“双证制”教育。
5 考核方法的改革
考试改革应与教学内容改革、教学方法改革相呼应,要改变传统笔试一张卷的考核方法,注重操作能力的考核,针对此种情况,可将实验成绩作为衡量学生对本门课程掌握程度的一部分。根据课程的要求编选典型题目,学生通过抽签方式,在规定时间内完成所抽到的实验,根据实验完成情况以及所用时间的长短给出成绩。把平时实验成绩、实验考试成绩按一定比例计为该学生最终实验成绩。这样可以大大提高学生的实验兴趣和主动性,也给学生一个全面客观的评价,以达到素质教育的目的。这样的考核方法更全面、科学,既能提高学生对考试的重视程度,同时也能增强学生以后的就业竞争力。
6 结束语
电工与电子技术教学改革以培养基础扎实、知识面宽、富有创新精神和竞争意识的学生为目标。通过教学改革,使学生在专业理论知识的学习与专业技术应用能力的培养上都取得了较明显的成效。我们还将不断探索,使我校教育办出特色、办出水平,努力为社会培养、造就一批具有专业理论与技能的应用型工程技术人员,在改革开放的社会进程中,提高教育的社会价值,培养社会需要的高技能人才。
【参考文献】
[1]秦曾煌.电工学简明教程[M].北京:高等教育出版社,2007.
[2]李高建,曾照香.电工电子技术教学改革的研究与实践[J].中国成人教育,2007(20).
[3]胡雪梅,李玉华.机械类电工技术课程教学改革的研究与实践[J].九江职业技术学院学报,2008(3).
2005年,教育部下发文件,提出在物理、化学、生物、力学、电子等学科中,建立国家级实验教学示范中心。各高校高度重视,积极申报,加强实验中心建设,总结了大量经验,值得参考和借鉴445。
依据学校人才培养定位,实验教学中心(以下简称“中心”)以教育教学思想和观念转变为先导,强化“工程-理论-实践-工程”的教育教学理念,积极推进实验实践教学改革;建设以学生为本、培养学生实践能力、创新意识、创业精神为核心的实验实践教学新体系;建立优质资源共享和现代化高效运行的管理体制;建设理论教学、实验实践教学与科学研究紧密结合的高素质实验教学队伍;建立了全方位的实践教学平台,将课程设计贯穿课程理论教学过程,开展了丰富多彩的课外培养活动,使其成为培养电气工程领域高素质应用型人才的重要基地。
1.实验教学中心改革思路
1.1 突出一个目标
以“一实两创”特色人才培养为目标,着力培养具有突出实践能力、创新意识和创业精神的高素质应用型人才,强化学生的实践能力和工程素质的培养和训练,以适应21世纪电气信息技术快速发展的电工技术领域、尤其是电力工程领域的人才需求。实践能力是主体,是基础;创新意识和创业精神是两翼,是升华。通过实施突出实两创”特色的高素质应用型人才培养模式,培养学生能干事的知能基础、敢干事的无谓胆识和干成事的坚韧品格。
1.2 建设一支队伍
建设一支结构合理、专兼职相结合的高水平实验教学队伍是“中心”持续稳步发展的关键“中心”采用课程负责人制和实验助理制,打通学科建设与实验实践教学的人才通道。
(1)课程负责人制。理论教学与实验教学一人负责,有助于理论教学与实践教学的深入结合。
(2)实验助理制。从博士和硕士研究生中遴选实验助理,兼职参与实验实践教学、实验室建设和管理。
1.3 构建两个平台
(1)物理模拟、数字仿真和工程实训三位一体。①物理模拟:“中心”开设电工、电子、电机、电磁场、单片机、自动控制、电力系统综合、继电保护、高电压、自动远动、电力系统动态模拟等物理模拟实验。②数字仿真“中心”开设电路仿真EWB、电子设计、多级电网数字仿真、电力系统高级应用、电力设备仿真系统等数字仿真实验。③工程实训:“中心”建有电工电子实习基地、输变电工程实训基地和多个校外实习基地,为学生工程实训提供了平台。
通过物理模拟、数字仿真和工程实训三位一体的培养,极大地提高了学生应用课堂所学知识解决实际工程问题和实际动手操作能力。如对于电力系统运行操作,首先在电力系统动态模拟实验室进行实验,使学生利用所学的理论知识分析电力系统运行操作中的物理现象,强化基本概念和基本分析方法;然后针对相同内容通过以实际电网为背景的多级电网仿真培训系统进行数字仿真,使学生掌握大规模电网操作中的现场实际问题以及解决实际问题的能力;最后在实验变电所进行实际操作训练。
(2)基于网络技术的现代化实验实践教学管理与监督保障平台。
1.4 面向二维服务
根据“中心”的人才培养目标,建立面向“横向覆盖,纵向贯通”的实践教学。
(1)横向覆盖。“中心”面向全校34个电气信息类、工科非电类和文经管类本、专科专业5000余名学生,承担了电力生产工程认知教育,相关课程的实验教学、工程训练、课程设计、毕业设计和大学生科技创新任务,以及电气工程及其相关领域的研究生培养工作,具有很大的横向覆盖面。
(2)纵向贯通。“中心”对电气信息类的专科、本科、硕士、博士研究生在实验实践教学环节上贯通。
1.5 覆盖五个层次
(1)工程认知层。针对文、经、管类学生了解电气工程领域的相关知识,主要以模型演示、观看多媒体教程等方式进行。
(2)基础实验层。针对电气工程领域基础课程,强调学生熟悉仪器设备、软硬件工具的使用方法、验证实验内容,掌握基础理论与基本方法。
(3)工程实训层。针对电气工程领域专业,强调学生了解电力生产的实际过程、具体操作方法和步骤,交互推动理论课程的学习,培养电气工程专业素养。
(4)综合设计层。针对某一系统,综合应用相关知识,具体完成实验方案、测试和论文,培养工程素质。
(5)研究创新层。针对某一系统,强调实施过程中的创新思维和创新手段的应用、以及团队合作精神的培养,实现自主选题、自主设计、自主完成实验,独立撰写项目验收报告。
1.6 坚持六个结合
坚持:实践教学和理论教学相结合;设计型实验与工程实训相结合;研究创新型实验与课外科技活动、竞赛、科研课题相结合;实验实践教学与电力行业实际相结合;实际物理实验与虚拟仿真实验相结合;研究生培养与实验实践教学相结合。
2.实验教学示范中心改革方案
“中心”设有学术委员会和管理委员会,学术委员会主要负责“中心”的发展规划、建设项目立项审批,管理委员会主要负责“中心”的具体软硬件建设的具体实施。
2.1 建设高水平的实验教学队伍
学校优势学科-电气工程学科的高水平教师是“中心”教师队伍的组成部分,同时聘任电气工程相关学科的优秀教师为中心的兼职教师,确实保证实验实践教师队伍的高质量。为了提高实验教学的指导和管理力度“中心”建立了实验助理制度,即从博士和硕士研究生中遴选实验助理,兼职参与实验实践教学、实验室建设和管理工作。
2.2 扎实开展实践平台建设
近几年“中心”新增DSP、ARM/EDA、数字仿真实验室、电工电子实训基地、电力运行仿真中心、电力生产动态模型演示实验室、真实的66~220kV变电站的输变电实训中心等。同时为了跟踪电气工程领域的新技术“中心”又新增加了风力发电系统、太阳能发电系统、蓄能系统等一系列实验平台。自行研制了电工实验台、数字和模拟电子实验箱、单片机实验箱、PLC、DSP实验平台、便携式电子实验包、电工电子实训实验台、继电保护实验台等800余台套。
2.3 建立基于网络技术的实验管理体系
建立了网上预约管理信息系统;建立了实验室网上预习系统,可实现学生网上学习仪器设备使用、基础实验预习演示;建立了网上实验实践答疑系统,及时与学生实现交互。
中心在完成计划内本科实验教学任务的基础上,还为本科生毕业设计、研究生科研提供了实验场所。本着为全校师生提供全方位、多层次的服务宗旨,中心建立了开放运行机制,并建立了实验室开放的各项规章制度和管理办法。
2.4 构建较为完善的学生课外培养体系
“中心”通过设立学生课外科技活动学分、“电气工程实践教学中心大学生创新基金”、科研课题组招聘,各类竞赛等方式激发学生参与课外创新性研究的热情。
2.5 探索理论教学与实践教学相结合的新模式
在高水平软硬件平台的支撑上,探索“全程设计”的教学新模式,即将某一系统的设计贯穿于某门课程的全程,或贯穿于多门课程的全程。
(1)电子信息类课程的“全程设计”。在数字电子技术课程授课之初就将智能交通灯、电子时钟等综合设计性题目布置给学生,随着教学内容的逐步展开,要求学生进行阶段性设计,学习结束后完成项目的整体研制,并撰写实践报告。在单片机、DSP和EDA等课程中继续沿用相同的题目进行设计,要求学生注意比较不同方法的优劣。这种模式大大提升了学生的学习兴趣,多方位培养了学生的实践技能,同时也使学生认识到新技术的优势。
(2)电力工程类课程的“全程设计”。在电力系统分析之初,将一电网的规划设计布置给学生,在课程学习的不同阶段完成网络参数计算、潮流计算、短路计算、调压计算、稳定性分析计算等内容的设计。在后续的继电保护课程、发电厂电气部分和高电压技术等课程中,仍针对该系统进行相应子模块的设计。这种模式采用递进式工程训练,将分散的课程通过某一电网设计的实践环节贯穿起来,使学生在专业课学习之初就树立大工程概念,明确所学课程在电力系统中的任务和地位,取得了良好的学习效果。
2.6 探索与企业联合开展实践教学的新模式
近年来,与广东核电集团、中国大唐集团等企业开展订单式人才培养,利用企业的实训基地,培养高素质应用型人才。
3.电气工程实验教学中心未来建设规划
中心坚持与时俱进的科学发展观,在“十二五”规划中,明确提出了继续按照“国家级实验教学示范中心”标准进行建设的奋斗目标,中心可持续发展的建设规划为:
(1)瞄准社会和电力行业对人才培养的需求,不断探索实验实践教学改革,进一步充实、完善和落实教学建设方案。
(2)不断探索和实践实验室管理和队伍建设方面的改革措施,为实验室建设和人才培养提供保障和持续发展的动力。
(3)加强数字化、网络化实验平台建设,加强实际物理实验与虚拟仿真实验的结合,有效地促进学生课内、课外实验教学活动的开展。
(4)结合学校人才培养定位,对实验教学五层次进行更为深入的改革研究,使各层次内容有机联系,加强对工程实训和创新层的教改研究与实践,提高学生的工程素质和创新能力。
(5)进一步探索“中心”的管理模式,对相对独立的人、财、物等管理权限和机构设置进行探索,进一步改进和落实中心的管理职责,建立一套高效合理、资源优化、可持续发展的管理模式。
(6)加强学科建设与实验室建设的紧密结合,在实验助理的基础上,将开展实验研究助理工作,将科研成果尽快转化为学生的创新实验内容。
4.结语
中心根据学校人才培养定位,确立了“突出一个目标、建设一支队伍、构建两个平台、面向二维服务、覆盖五个层次、坚持六个结合”的建设思路,构建了模块化、递进式、重衔接、强结合的立体化实践教学体系,构建了“全程设计、平台支撑”的理论教学与实践教学相结合的新模式,强化了学生对理论教学的理解和掌握,学生的实践能力和工程素质得到提高。“中心”的实验仪器和设备先进,管理规范、实验环境和条件良好。
每个人的一生都是起伏不定的,没有任何人能保证自己一帆风顺,总会遇到这样那样的挫折,在挫折目前,有人畏缩了,有人哀叹了,但我要说,挫折是成功的垫脚石。
人才是在艰苦的环境中造就的。孟子的“故天将降大任于是人也,必先苦其心志,劳其筋骨,饿其体肤,空乏其身,行拂乱其所为,所以动心忍性,曾益其所不能”,的确,大凡有所成就的人无不经历过挫折的考验。爱迪生不害怕一次次的失败,依然苦心研究创造,成了拥有一千多项发明的发明家;莎士比亚不在乎自己的地位和身份,潜心研究戏剧,最终出现了从车夫到戏剧家的巨大变化,桑兰小小的年纪就经历了由运动健将而终将一生与轮椅相随的挫折,可是她没有屈服,以自己灿烂的微笑成为了身残志坚的楷模……其实,战胜挫折,获得成功的人当然远不止这几个,古今中外,无数仁人志士面对挫折不退缩,鸸勇敢面对,最终获得了成功。挫折给人们带来的是痛苦,是悲伤,但一旦人们勇敢的“扼住命运的喉咙”,就会成为生活的强者。
的确,生活中每个人都企盼着前途是一马平川,但在安逸舒适的环境下成长起来的孩子有多少能经历生活中的风风雨雨呢?温室虽好,但里面的花朵是禁不起雨打风吹的,世间纨绔子弟又有多少成为了社会的栋梁之才的呢?挫折是一个宝贝,是一块试金石,只有能经历过挫折的人,才能勇敢地站在时代的潮头,才能勇敢的面对艰难险阻,才能在激烈的竞争中获得优胜。挫折是成功的垫脚石呀!
正确面对挫折,会发现挫折并不可怕;正确面对挫折,会发现“失败是成功之母,战胜挫折就意味着成功!挫折培养人的性格,挫折锻炼人的耐性,正确面对挫折吧,它将会带来无限的美好!
【关键词】电子电工技术 教学改革
【中图分类号】G712 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2013)30-0186-01
随着电子信息技术的快速发展和不断提高的电气化和自动化水平,在未来的电工与电子学的相关工作领域中,更要求掌握必要的技术知识和技能,应用型的要求越来越高,因此教师在教学任务方面都有一定程度的改革。但就目前情况来看,高校在培养电工电子技术人才方面还偏重书面课本知识,忽略实践效果,极大地制约了人才的发展。
一 电子电工技术课程教学改革的必要性
近年来科学技术发展迅猛,各个行业明确要求技术性人才要充分掌握更多的电子电工技能技术和知识,我国高校学生在接受电工电子技术的学习时主要是依靠高校的教学,电工电子教学的内容在不断发展的过程中得到不断的补充和扩展,但同时也在大大缩减高校人才培养的学时数,非电类电工电子技术的课时也在相对减少,面对不断扩充的教学内容和不断减少的学时,就要尽快改革当前的电工电子技术教学模式和手段。培养学生掌握基本技能要通过研究电子电工技术的实践和理论教学,全面开发学生的创新能力和创造性思维,这对我国打造全面复合型人才有着重要的现实意义。
二 电子电工技术课程教学现状
1.实践环节有待改善
到目前为止,高校电工电子教学的实验考试仍然是抽考方式,缺乏科学性,一些学生趁机浑水摸鱼,滥竽充数的现象就会接二连三地出现。考查学生是否正确采集实验数据,实验内容完整与否是评价实验课程的标准。但没有真正考核学生在独立思考以及实际操作方面的相关能力,从而使学生重视实验课的程度极大地降低了。有些高校电工电子实验设备性能十分落后,数量不能满足学生要求。对先进的教学手段一些高校很少涉及,对培养学生创新意识以及综合能力都极度缺乏。
2.落后的教学观念
我国电工电子技术教学长时间采取“填鸭式”教学模式,对现代化的教学工具并不重视,单一、落后的教学模式和枯燥的教学内容,没有充分考虑学生之间的个体差异,因材施教的教学模式更是无法做到,导致学生学习的积极性和主动性在很大程度上受到了挫伤。有的高校在进行教学时过于偏重理论而轻实践,实践成为了理论教学的配套设施,这对学生在未来就业中会造成极为不利的影响。
三 电子电工技术课程教学改革措施
1.改革教学内容
电工电子现有的教学内容对理论知识过于强调,容量过大和理论较深,与现在社会所需的应用型人才不符,因此可以对教学内容进行提炼、拓展和应用。
第一,提炼。在对基本知识理念讲述清楚后,以定性分析为主来降低理论难度,对于繁琐的理论指导及用处不大的理论知识尽量删除,适当可加入一些定量计算。教学内容必须要有相应的取舍。第二,扩展。在电子电工技术课程中可对相关知识领域进行扩展,让学生在了解课程专业知识的同时,为今后的发展增添更多空间。各行各业随着电工电子技术的飞速发展都有所获益,应充分结合行业特点来指导各门专业课的教学工作,不断引入全新的教学内容,有助于学生创新和探索精神的培养,从而过渡到全面发展。第三,应用。电子电工技术课程具有很强的应用性和实践性。因此要注重将理论和实践联合起来,培养学生分析思考等综合能力。教师可在教学过程中设计相关实验来激发学生的学习兴趣,让学生将理论知识充分应用到实践中,提高学生的动手操作能力,从而有效地使理论转化为更高层次的技能。
2.改革教学方法
对教学方法进行改革,首先要激发学生的学习兴趣。兴趣是最好的老师,良好的开端是成功的一半,激发学生的兴趣认识和情感都依靠课堂教学的成功导入。教师要充分重视导课环节,良好的教学效果都是通过精心设计后才得以体现的。一般对教学的导入可采用以下几种方法:(1)设置悬念。教学内容缺乏趣味性是电子电工教学的一大问题,教师在课堂上只是根据书本知识来进行讲解,理论知识在整个教学中占据很大的比重,学生学起来十分枯燥,从而就会降低学习兴趣。因此教师可有针对性地在教学中设置悬念,一步一步来引导学生去学习,然而问题设置也要具有巧妙性,环环相扣,才能充分调动学生的学习兴趣。(2)举与生活相关的例子。教师在教学中举例子时,可以多与学生的实际生活相联系,选择合适的素材作为出发点,自然地导入课程,学生在面对与自己息息相关的事物时就会调动好奇心,这对教学具有推动作用。
四 结束语
综上所述,在高校中实施教学改革完全是适应社会发展要求,高校应顺应时代的发展,对课程改革的号召积极响应,以学生为中心,促进学生综合能力的全面协调发展,扩大多媒体教学的比例和加强硬件建设,实施理论和实践相结合的教学策略,着重培养学生的应用能力,争取使学生在未来的就业中成为全面发展的复合型人才。
参考文献
关键词:中职;电子电工课程;有效教学;途径
电子电工课程是中职院校电子相关专业的基础性科目,教学目标为:通过相关专业指导,让学生们可以掌握基本的电子电工技能,符合社会发展需求,帮助学生成长成才。但是,因为受到以往教学理念的影响,中职院校电子电工课程教学存在很多不足之处。所以,教职人员需要对教学内容及教学方法进行革新,从而提高教学质量。以下简要针对其相关内容进行探讨,仅供参考。
一、当前中职院校电子电工专业教学存在的不足
1.教学思想存在不足。
有的教师对中职院校的学生持有偏见,认为有些属于问题学生。这些学生缺乏良好的学习习惯,不愿意主动进行知识探索,甚至部分学生是由家长逼迫进行学习。虽然中职院校中的学生基础知识较为薄弱,缺乏学习动力,但是,从另一角度分析,这些学生却具备较强的动手能力,而这也正是中职院校开展教育活动所需要的才能。中职教育的目的就在于帮助学生掌握一技之长,从而适应社会的发展。所以,作为教师,应看到学生身上的闪光点,并加以利用,从而才能够帮助学生健康发展。
2.教学方法存在不足。
在以往的课程教学中,教职人员过于重视自身的主导地位,忽视了学生们的主观能动性,教学方法多采用满堂灌的形式,将学生放置在被动学习的地位,教师与学生之间缺少交流。此种教学方法容易降低学生们的学习积极性,使得教学变得十分枯燥,长此以往,学生们就会产生厌烦、抵触甚至厌学的心理,不利于学生以后的成长。
二、提高中职电子电工课程教学质量的方法
1.教职人员树立正确的教学理念。
作为中职院校的教师,应树立正确的教学理念,明确自身在教学期间所发挥的价值与作用。在进行课程教学期间,应树立以学生为中心的教学思想,同学生共同努力,进行学习。在与学生进行互动,拉近彼此间的距离时,唯有使学生们对学习产生浓厚的兴趣,才可以使其更主动地参与教学活动,从而提高教学质量,为以后的学习及工作夯实基础。
2.应用分层教学的方法开展教学活动。
对于中职院校的学生来讲,因为他们兴趣爱好、成长环境、学习基础等存在差异,所以,学习的成效也各不相同。如果教职人员在进行电子电工课程教学期间采用统一的教学方法,很容易使一些基础较为扎实的学生感觉学不够,一些基础薄弱的学生感觉学不会,从而使学生们丧失学习的兴趣。想要改变此种情况,教职人员就需要针对学生们的差异采用分层教学的方法,结合学生们的水平为学生们设定不同的学习任务,从而使全体学生共同成长。例如:教师在讲解课程内容前,可以先将学生划分成若干小组,针对不同小组给定相应的教学任务。如果小组学生基础相对较高,学习兴趣浓厚,则教学任务应倾向于课外拓展类;假如学生们的学习基础相对较薄弱,学习兴趣较低,则教学任务应更倾向于基础知识。
3.借助多媒体技术进行课程教学。
伴随着目前科学技术水平的不断提高,多媒体技术被广泛应用到教学活动中,并获取了良好的成效。在进行电子电工课程教学期间,可以将一些复杂、抽象的知识变得直观、形象,方便学生理解,同时也可以将枯燥、乏味的内容变得灵活、有趣,激发学生们的学习积极性。例如:教师在讲解“电子线路”相关内容时,就可以利用多媒体技术中的FLASH动画制作软件来模拟电子线路的工作过程,将理论知识变得更加直观,从而提高教学质量。另外,教职人员也可以在课余时间为学生放映一些相关电子电工内容的视频、影像等,其不仅可以帮助学生认识到电子电工学习的重要性,同时也可以丰富学生们的知识储备,增长学生们的见识。
4.多为学生提供动手的机会。
在进行电子电工课程教学期间,实验是不可缺少的环节。该课程的教学目标就在于培养学生一技之长,所以,作为教师,应尽可能为学生提供动手操作的机会。在进行动手操作之前,教师应为学生讲解相关理论知识,然后将充足的时间留给学生,让学生们自行摸索,教师从旁给予指导。通过此种教学方法,学生们可以更直观地了解电子电工的内容,同时将理论与实际联系起来,以此培养学生们的动手能力,帮助学生更好发展。
5.开展学生发明创造竞赛活动,激发学生积极性。
关键词:现状分析; 改革策略
中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1006-3315(2012)09-117-001
随着社会飞跃性的发展,中职教育越来越以培养实用型人才为主导,办学方针“以服务为宗旨,以就业为导向”。本文分析了中职学校电工电子课程的实验教学现状,提出了中职电工电子课程实验教学的改革策略,以求教于万家。
一、中职电工电子课程实验教学现状分析
虽然中职学校教师及学生对电工电子均给予了充分的重视,但其实验课教学现状仍不容乐观。导致这样的因素有很多,我归纳了以下几种主要因素:
1.学生学习兴趣低,难以激发学习兴趣
据笔者了解,多数中职生由于先前的成绩偏低,普遍存在着文化基础薄弱,学习兴趣低下的现象。特别在相对枯燥的电工电子实验课上,多数学生没有学习兴趣,上课时间完全是在应付。因此,激发学生在电工电子课程上的学习兴趣,势在必行。
2.课时少且教学内容滞后
笔者执教电工电子课程多年,一学期下来总感觉教的非常吃力,课时都不够用。电工电子课程的实验教学基本都包含在理论课时中,这就使得电工电子实验课时所占的比例较少,而有的学校甚至干脆就没有实验课。电工、电子技术日新月异,新技术、新知识不断涌现。教学中发现中职学校的电工电子实验课的教学内容不能适应社会多元化、多层次的就业需求。一些教学内容过于陈旧、缺乏新意、脱离实际,对学生没有吸引力,并且在学生适应社会、就业方面也存在着很大的落差。
3.实验教学模式单一
在中职学校的电工电子实验课上,大多数的教师教学模式比较传统,多为几年前的教学方式,即学生必须在规定的时间内做完教学实验。这些实验的内容都是教师在课前指定好的,特别是实验用品、实验步骤和实验数据都是教师规定好的。可见,这样的实验教学有多大的效果,只能同一般的操作训练相提并论。
4.教学条件相对较差
目前许多中职学校的电工电子实验设备缺乏,不能跟上社会发展的步伐。随着在校生人数的增加,实验室的仪器设备与元器件在品种、规格和数量上都达不到教学要求,使得很多实验都无法开展。另一方面,中职电工电子实验课缺乏专业的实验教师,教学队伍的建设有待改善。
二、中职电工电子课程实验教学改革策略
电工电子课程教学是为了培养实用技能人才而服务的,实验教学是为了更好的培养中职学生理解掌握所学理论知识、训练实践能力的重要环节。针对以上教学现状,笔者进行了如下改革。
1.改革实践教学内容
要想中职电工电子实验教学课能取得良好的教学效果,必须积极改革实践教学内容。改革实践教学内容应从以仪器使用和基本课程内容为主的基础实验向培养学生能力为主导的设计性应用过渡。多增加些学生自己动手、自己设计的验证性实验和综合性实验。注重教学内容的多样性,具体内容也要进行与时俱进的更新,一部分实验可由学生自己在课外查找资料自主完成。这样,不仅扩展了实验课的教学时间,还保证学生对实验课程的学习兴趣。
2.以学生为主体,改革教学方法
在中职电工电子实验课教学中要进行教学方法改革,教学过程中应充分体现以学生为主体,摒弃传统的以教师为主体的教学方法,激发学生的学习积极性。教师从知识的传授者转变为教学组织、知识传授、问题咨询与技术的指导者,学生则从知识的接纳者转变为学习活动的主人。在教师有效的引导和组织下,每一次的实验课,从实验文案的制订、具体实践操作,再到实验结果的处理和总结等,都应由学生独立完成。让学生在富有吸引力的氛围中获取今后职业生涯的“钥匙”,真正实现教学主体由教师转向学生。在此过程中,学生不仅能够增强自主创新能力,还能够真正掌握实验的要领,收到实验教学的良好效果。
3.改革实验教学的手段
目前中等职业学校学生的入学成绩普遍不高,文化基础不够扎实。而现今教材编写是以纸质材料为主,从书本到书本,学生难以接受,特别是抽象的电学课程学生普遍反映难学。常言说:“百闻不如一见。”在教学过程中,若能配合教材制作一些课件,把课程中难以理解和难以掌握的原理、技巧以图像的形式录制出来,从而把问题形象化、通俗化、简单化,充分发挥现代“声、光、电”的多媒体教学手段,在学生大脑得到强烈刺激的同时,相信会给他们留下深刻的记忆。
教学中我指导学生把计算机技术应用到实验课中,将多媒体和网络整合到实验教学中去。例如冰箱原理与维修实验中冷却管焊接,其具有一定的危险性,而且还比较复杂。笔者在上实验课时先利用多媒体技术,将我做实验的过程录下来,然后放给学生看,学生看后再按照录像的内容进行模拟,再将学生模拟的实验过程录下来,两相比较,让学生清晰的认识到实验中的不足之处,以便进行改进。
关键词:素质教育;教学改革;电工电子学
高等教育本科教学体系是由基础理论课程、专业基础课程和专业课程这三大部分组成的。其中专业基础课程以基础课程的理论为基础,在服务于专业课程需求的同时,也面向本专业的实际应用。因此教育界将专业基础课程称为各专业知识结构中的“腰部”。因此,学生在专业基础方面所具备的素质对其后续的发展起着非常关键的作用。所以“素质教育”是专业基础课程教学过程中需要非常重视的问题。
专业基础课程的典型的特点是:既有系统、完整的一套理论体系,又有丰富、多向的实际应用。在教学过程中,如果完全按照理论课程的教学模式实施教学,那就会使课程内容基本浮于理论面上,成为理论课程的教学,没有体现其实践性;但如果过多地讲授实际应用的内容,又容易使课程理论基础薄弱,偏离专业基础课程的基本教学要求。
如何紧密结合专业基础课程的特点,体现“素质教育”的现代教育观是我们近两年来进行课程教学改革研究和实践的主要目标。下面将我们在“电工电子学”课程中的教学改革实践的经验体会介绍如下:
一、构建符合现代工程师培养要求的具有“素质教育观”的课程教学结构
在科学技术发展的今天,信息化已经深入了人们生活及工作的方方面面,因此,对现代工程师必备的素质也有了新的要求,即:除了具有较扎实的理论基础和较强的实际动手能力外,还要具备利用信息化手段解决专业问题的能力。因此院校教学必须作出相应的调整,以适应时展的要求。
为此,我们对“电工电子学”课程的教学结构进行了新的规划,新增了“计算机仿真设计”教学环节,与理论教学环节、实验教学环节一道形成了相互联系并各有培养目标的有机整体。该课程教学结构设计分工如下图所示。
该课程教学结构由三部分组成:理论教学、EDA教学、实验教学。从整体结构上可以看出:所要达到的培养教育目的符合现代工程师必备的三项素质的需求。由于课程设置是按照“电工电子学”和“电工实验”这两门课程分别实施的,因此就把EDA教学分别融合在上述两门课程中,但在理论课和实验课中的EDA教学内容不尽相同,理论课程侧重于利用EDA手段形象地分析理论问题,加深对理论的理解;实验课程则侧重于利用EDA手段进行电路系统设计,加上实际动手的实验便形成了“电工实验”课程的全部教学内容。
二、构建“面向工程化”的体现“素质教育”特点的教学主线
“电工电子学”课程在内容包括电路分析基础理论、磁路与电机学、模拟电子技术和数字电子技术等诸多环节,基本涵盖了电学和磁学的绝大多数内容;教学实施环节上,分为理论教学和实验教学;教学实施方法上,分为课堂讲授、实物动手实验和EDA分析设计。这些都反映了该课程体系内容多、环节多、方法多的特点。但这一些特点的负面影响是容易给学生造成杂乱繁多、遇到问题不知如何下手的感觉。而当今高等教育的一个主要教育理念就是强化学生知识结构的整体感、系统感和框架感,因为这三个方面对学生的思维意识影响很大。
为了使“电工电子学”这门电类专业基础主课的教学具有整体感、系统感和框架感,使课程教学面向工程化,使课程体系的内容贯穿着一个清晰的思路、围绕着一个明确的中心问题,我们采用了“以机电一体化控制系统典型模型的技术需求作为课程教学主线”的教学改革思路。
之所以以“技术需求”作为教学主线,就是使各个教学主题和课程的主要知识点具有实际工程针对性;之所以选择“机电一体化控制系统”,是因为该系统具有综合性,这样做就将整门课程的内容整合在一个系统之下,形成一个相互联系又各有功用的整体。站在系统的高度老师可以对教学内容旁征博引,学生可以对整门课程的知识融会贯通;站在技术环节的角度老师可以将教学内容精雕细凿、举一反三,学生可以对有关内容进行深入思考、仔细推敲。
利用系统模型构建课程教学主线,使本课程教学的目的跳出了“专业基础课程为专业课程打基础”的传统认识,而是本着提高能力素质实施了“面向工程化”的系统教学,其课程自身就形成了从理论到实际的完整结构。
三、实施体现“面向工程化”的课堂教学模式
本着“科学上的合理性”,课堂教学过程我们按照如下思路进行了实践:
“问题提出”:每堂课的教学内容绝大多数是从“系统模型”中的某个技术需求中展开的,使整堂课程的教学内容更具实际性和针对性。
“理论探讨”:相关章节内容及知识点的规范的理论描述、严谨的公式推导、纯理论的例题演算,充分体现出专业基础课程的理论性。不可因“面向工程化”而忽视理论知识,要打牢扎实的理论基础。
“实际应用”:结合本堂课提出的“系统模型”的技术需求,以例题的形式或专题讨论的形式将理论内容运用到解决实际问题之中。
“归入系统”:把“实际应用”环节中得出的结果放入“系统模型”中探讨其适用性和存在的问题,并提出能够启发学生思考的具体问题。
除此之外,在课堂教学过程中,经常性地融入实际生活和工作中容易遇到的相关问题、解决问题的方法和一些实际工作经验,可强化学生的“工程化”意识。
本着“艺术上的完美性”,我们在课堂教学过程中贯穿了“启发式”“互动式”教学方法和“多媒体”教学手段。活跃了课堂气氛,启发了学生们的思维,激发了他们的学习热情和参与意识,提高了他们的学习兴趣和求学热情。
四、继续发挥传统教学手段在“素质教育”方面的独特作用
“计算机辅助教学”这一现代教育技术手段在教学工作中确实发挥了其形象、直观、生动、信息量大的特点。但是实践教学经验告诉我们:传统的教学手段仍然能够发挥无法替代的作用。不可因现代教育技术手段的先进性而违背了高等教育的教育宗旨。
传统教学手段的突出特点是:充分融合了教师的思想、思路和思维方式,是将教师的素质以最为“可亲”“可近”和最为“人性化”的方式传授给学生的方法。特别是在“教书育人”方面,传统教学手段,很容易使教师“由感而发”地引出教书育人的话题和内容。这是现代教育技术手段所无法比拟和替代的。
参考文献:
[1]秦曾煌主编.电工学[M].北京:高等教育出版社,1998.
一、明确项目教学法的目标
根据工程实际需求设计职业技能标准的要求,为了让学生在有限时间内较为全面地了解电子电工基本技术,我们将课程分为两大部分,电子技术技能训练和电工技能训练,电子技术内含电路图的读识、电子元器件的检测技术、焊接技术、安装技术、调试技术、维修技术。电工基础内含电工识图、室内布线、导线的连接、照明灯的安装、配电板的安装。
利用电子技术制作一个超外差式收音机为主要任务,要求学生完成收音机的安装调试,如果出现故障,就要解决。要完成这个任务就要学会电子元器件的检测技术、焊接技术、安装技术、调试技术和维修技术。电工基础以完成室内配电安装为任务,如果要完成这个任务就要学会电工识图、室内布线、导线的连接、照明灯的安装和配电板的安装。教学任务和人们的生活息息相关,所有技术在今后工作中用到得,因此课程目标非常明确。
二、清晰项目教学中的每个知识点
教学内容根据实际生产生活确定,项目根据行业企业岗位的实际需求设定,教学过程随着项目确定就可以进行了,教师对每个项目知识点进行讲解,便于学生对知识的掌握,每个项目的内容通常包含两部分;理论部分讲解基础的理论知识,实践部分进行设备的安装和调试。
电子技术理论部分的重点在电路图的读识,因为读电路图是完成任务的第一步,而在读图过程中,涉及很多电子技术的基础知识,因此要教会学生读图技巧,在教授过程中,逐步了解一些元器件的知识,掌握各种元器件的性能与作用,再根据掌握的元器件知识读图,这样既有面又有点,让学生掌握读图技巧,也为维修打下理论基础。
实践部分是完成电子产品的安装与调试,在完成电子产品制作的过程中,学生要学会电子元器件的检测、焊接、安装、调试和维修。这个过程一定要运用到前期的理论知识,这样学会一件电子产品的安装调试,不仅让学生从感性上认识电子元器件的性能,并且通过实际操作理解基础理论知识,学会分析、解决问题,让理论知识贯穿实践过程。
电子电工技术理论部分的重点在于电工识图、电工常识,电工常识包含基本电工理论知识、电工安全常识。难点在于电工识图,由于电工图的信息量比较大,因此读图对从没有接触过工程图的学生来说比较困难,要仔细引导学生结合实际情况讲解。实践部分完成室内配电安装任务。要既会电工识图又会室内布线、连接各种导线、安装照明灯和配电板。在这个过程中,学会如何规范布线,正确连接导线,以及照明灯、配电板的安装方法。
在明确学习目标与要求的前提下,掌握每个项目的知识点的基础上,知道每个知识点需要掌握什么技能,如何通过训练掌握,以及最后技能怎样才算达到要求。
三、认真组织完成项目训练
明确学习目标后,采用独立完成的方式完成任务,因为实际过程中,这些工作通常由一两个人完成。为了使每个学生都能充分掌握操作技能,采用这种方式,但是在完成过程中,要学会互相帮助、合作学习。
每个项目实践操作时,教师首先做示范,详细讲解电子产品和配电装置的安装要求和规法,强调规范一定要严格遵守,并随时回答学生提出的问题,教师要对学生提出的问题做出明确解答;示范完成后,学生要动手安装,同时采用逐步递进的方式进行训练。
因此每个项目在设计之前,我们为每个项目准备了相关材料和工具。如电子技术,我们准备了功放板、电子双音门铃、收音机的制作。首先学会拆各种元器件,然后制作一个完整的功放板,功放板的制作主要是训练学生学会元器件的安装、焊接技术。了解焊接工具及焊接工具的一般使用方法,了解电子元器件的安装方法,通过大量练习掌握焊接技术,要求安装平整对齐、焊点平滑、焊接牢固,不能虚焊。
只有焊接技术达到要求后,才能进行下一个项目:电子双音门铃的安装,主要让学生先学会比较简单的小电子产品的安装和调试,因为门铃是日常生活中最常见的东西,所以学生不觉得难学。完成门铃的安装后,学生对电子产品有一个简单了解,在此基础上再安装比较难的收音机。电子产品的安装即要求学生通过看图寻找元器件,同时找出正确的安装位置,测量元器件,然后焊接,这样就把所学知识体现在一个实际作品中。
学习电工技术我们准备了导线、白炽灯、配电板、单相电度表等,要求学生完成室内配电的安装。包括室内布线、白炽灯、配电板的安装。室内布线应根据线路要求、负载类型、场所环境等具体情况,设计相应的布线方案,采用适合的布线方式和方法,选用符合要求的导线,对导线的要求包括电气性能和机械性能两方面,布线应牢固、美观。明线敷设的导线走向应保持横平竖直、固定牢固。暗线敷设的导线一般应水平或垂直走线。导线穿过墙壁或楼板时应加装保护用套管。敷设中注意不得损伤导线的绝缘层,学会定位、放线、护套线十字交叉敷设。
白炽灯的安装要求了解白炽灯照明安装的过程、掌握电工基本布线技术、熟练掌握白炽灯接线原理图、掌握白炽灯照明安装的方法。照明灯的安装要求定位、布线,布线要求采用明线,明线敷设的导线走向应保持横平竖直、固定牢固。敷设中注意不得损伤导线的绝缘层,要求采用护线套,注意按图正确接线,主要是要注意零线与火线的颜色。最后用万用表检查接线是否正确,然后通电检测安装的线路。
配电板的安装要了解家用配电板和动力配电板的安装过程,熟悉家用配电板和动力配电板的电路图,掌握家用配电板和动力配电板的安装方法。按照布线要求采用明线,明线敷设的导线走向应保持横平竖直、固定牢固。敷设中注意不得损伤导线的绝缘层,要求采用护线套,按图正确接线。注意零线与火线的颜色。装接线完毕,进行检查后方可通电试验。这些项目实训的完成,最终都为学生今后工程实践打下扎实基础。
化工单元操作是实践生产过程的总结和提炼,在教学过程中,注意联系生产、科研中的成功或失败的案例,同时穿插日常生活中的丰富、生动的流体流动、传热及传质的实例,加深对基本理论的理解,并灵活应用所学知识,分析和处理工程问题,以具体的实例和逼真的动画素材贯穿于各单元操作的介绍;把抽象的内容转化为形象的信息,激发他们的学习兴趣,将丰富的实践案例渗透在理论教学中,适时开展“启发式”和“讨论式”教学,加深学生对化工单元的理解,提高他们的理论联系实际分析问题的能力,使学生在潜移默化中树立工程观点。
2对比、归纳教学方法
《化工原理》不同于理论基础学科分析和逻辑推理,它注重于工程实际应用,掌握好各单元操作知识和理论,有助于更好解决生产和生活中实际问题,教学中抓住“传递过程原理”和“处理工程问题的方法论”两条主线,引导学生掌握和运用对比、归纳等学习方法,加深对知识的理解和融会贯通。在动量传递、传热和传质三传过程中,微观上是流体分子运动的结果,流体分子之间存在作用力,直接影响流体分子运动效果。宏观上根据流体形态,把流体传递划分为层流传递和涡流传递,采用相同微元平衡法来研究动量,热量和质量的传输过程。对于层流传递,大都采用解析方法;而涡流传递则采用实验方法(量纲分析)。比较吸收中的最小液气比与精馏中的最小回流比,我们发现它们都是操作线与相平衡线相交,通过解出操作线的斜率,求解得到最小液气(或回流)比,在实际化工生产过程,采用液气(或回流)比都是最小液气(或回流)比1.1~2.0倍。再比较传热的对数平均温差与吸收的对数平均推动力,我们也发现它们都是两种不同状态流体采用逆流进行传热或者传质,因为采用逆流方式进行传热或传质推动力最大,在干燥单元操作中,物料与空气接触也是通过这种逆流方式进行传热和传质。在讲解单元操作过程中时,通过对比的不同单元操作的知识点,学生容易抓住了实际工程问题内在因素相互联系和统一,把复杂问题简单化,能启发学生运用理论解决工程类似问题。
通过归纳总结,各单元操作根据现象和过程的物理机理,以能量平衡(或相平衡)、物料衡算为起点,逐次展开原理和公式、操作性和设计性计算、设备构造以及影响因素分析等内容,计算、设备构造、影响因素又以基本原理和公式方程为依据,环环相扣,层层推进,显示出相似的研究方法。但三传各单元操作之间并不是简单的重复,而是各操作单元重点特点各异。要求学生每学完一章(或一个单元操作)之后,要运用简练的文字和公式,把该章节的基本理论、主要公式及设备和工程应用等主要内容联系起来,使知识系统化。如流体流动可通过连续性方程、机械能衡算方程和阻力方程三个主要关系式把流体流动的基本原理及相关的计算公式有机地构成一个知识网络。同样地,传热章节内容可通过总传热速率方程和热平衡方程有机地贯联起来。教学过程中除了教授学生掌握化工原理知识方法,更要引导和启发学生综合运用所学理论知识分析解决实际化工问题能力培养。例如,在离心泵理论压头公式推导过程中,叶轮前弯利于得到高的理论压头,流体可以获得较高动能,动能所占比例增大,但在转化为静压能过程中,会有比较大的机械能损失,使泵的效率降低,所以离心泵采用后弯叶片,而风机主要要求送气量大,不追求效率,用前弯叶片利于减少叶轮和风机的直径。
3通过课程设计,增强学生工程观念
化工原理课程设计是培养学生的运用有限的理论解决实际工程问题的教学环节,在设计时首先要从操作基本原理考虑可能性,知道解决工程问题的方法有多种,其次运用公式方程进行设计性计算来分析技术上的可行性,在运用书上的公式中,进一步加深学生对公式出处和用途的理解,计算过程中对有些数据的选取,只能依据工程经验值范围和趋势去判断,结果肯定有一定程度的误差,这些又直接影响后续具体设备的选型。这就需要学生进一步从运行效益上考虑操作费和设备费的合理性,最后还需学生从安全和环保方面来考虑具体设备的选型。这些都要求学生对所学知识充分理解,对实际工程问题的要深层次了解,方方面面进行分析,从多方面考虑中筛选出最佳方案。通过课程设计的训练使学生进一步完善和加深理解所掌握的理论知识,培养学生在实际中研究、分析、解决问题的能力,巩固学生全面分析和解决工程问题观念,达到化工原理课程设计创造性和工程性的教学目的,为学生综合和创新解决实际问题能力的培养打下了基础。如精馏塔设计中,适宜回流比确定是个关键问题,需要从操作原理,技术、经济等方面来考虑影响因素,才能优化精馏塔设计方案。
4结语